CN101820247A

CN101820247A - 电梯主机电机电气控制回路

Info

Publication number: CN101820247A
Application number: CN201010139909A
Authority: CN
Inventors: 邓之江
Original assignee: JIANGMEN MENGDE ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: JIANGMEN MENGDE ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2010-09-01

Abstract

本发明涉及一种电梯主机电机电气控制回路，包括三相交流电源线、接触器、电源单元、直流电源开关单元、驱动单元和主机电机。三相交流电源线通过接触器输入三相交流电至电源单元，电源单元将三相交流电转换成直流电，通过直流电源开关单元输入至驱动单元，驱动单元将直流电转换为三相交流电提供给主机电机。直流电源开关单元包括一第一开关元件，第一开关元件的一端与驱动单元的第一直流输入端连接，第一开关元件的另一端具有两个触点，第一触点与电源单元的第一直流输出端连接，第二触点与电源单元的第二直流输出端或驱动单元的第二直流输入端连接，第一开关元件控制第一触点或第二触点的电连接。本发明使电梯主机电机电气控制回路更加安全有效。

Description

电梯主机电机电气控制回路

技术领域

本发明属于电梯电气电路领域，尤其是涉及一种电梯主机电机电气控制回路。

背景技术

电梯是人们的日常生活中不可缺少的垂直升降的代步设备。电梯的升降是由电梯驱动电气装置驱动电梯的主机电机进行升降运动来实现的。电梯安全条例中对停止主机电机运转的控制方法有严格规定。请参阅图1，其是符合电梯安全条例的传统主机电机电气控制回路。对于常用的交流异步或永磁同步的主机电机，主机电机电气控制回路的三相交流电源线L1、L2、L3分别输入三相交流电R、S、T，通过变频驱动单元10的VVVF调制变频后再与主机电机20的三相交流电线连接，给主机电机20提供合适的三相交流电源U、V、W。请同时参阅图2，其是图1所示变频驱动单元10的内部结构电路示意图。变频驱动单元10包括整流电路11、充电电路12、直流平滑电容C1和逆变电路13。充电电路12包括相互并联的开关RL和电阻R1，其串接在整流电路11直流输出端和电容C1之间，是对电容C1的预充电电路。三相交流电R、S、T通过整流电路11的AC-DC整流以及充电电路12和电容C1的调整后输出直流电，直流电经过逆变电路13的DC-AC转换成交流电，输出合适的三相交流电U、V、W至主机电机。

为了能够有效控制停止主机电机的运转，第一接触器K1分别设置在三相交流电源线与驱动单元10之间，第二接触器K2分别设置在驱动单元10与主机电机的三相交流电线之间；其中，第一接触器K1由安全回路控制，第二接触器K2配有辅助触点，每运行一次就必须切断一次，使控制装置能检测K2的失效情况。三相交流接触器如果两相粘连，则不能可靠切断电机的动力，因此使用两个接触器是为了提高安全的冗余。但是这种电路不能排除两个接触器发生粘连的可能性，且辅助触点也只是间接检测触点的失效情况，因此存在安全的漏洞。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种更加安全有效的电梯主机电机电气控制回路。

一种电梯主机电机电气控制回路，包括三相交流电源线、接触器、电源单元、直流电源开关单元、驱动单元和主机电机。三相交流电源线通过接触器输入三相交流电至电源单元，电源单元将三相交流电转换成直流电，通过直流电源开关单元输入至驱动单元，驱动单元将直流电再次转换为三相交流电提供给主机电机。

进一步，直流电源开关单元包括一第一开关元件，该第一开关元件的一端与驱动单元的第一直流输入端连接，该第一开关元件的另一端具有两个触点，第一触点与电源单元的第一直流输出端连接，第二触点与电源单元的第二直流输出端或驱动单元的第二直流输入端连接，该第一开关元件控制第一触点或第二触点的电连接。

相对于现有技术，本发明的电梯主机电机电气控制回路仅需通过一个直流电源开关单元即可控制电梯主机电机的安全断电控制。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是现有技术电梯主机电机电气控制回路方框图。

图2是图1所示的变频驱动单元的电路示意图。

图3是本发明电梯主机电机电气控制回路方框图。

图4是图3所示的电源单元的电路示意图。

图5是图3所示的驱动单元的电路示意图。

图6是图3所示的直流电源开关单元的第一实施方式的电路示意图。

图7是图3所示的电梯主机电机电气控制回路的工作状态电路示意图。

图8是图3所示的直流电源开关单元的第二实施方式的电路示意图。

具体实施方式

请参阅图3，其是本发明电梯主机电机电气控制回路方框图。该电梯主机电机电气控制回路包括三相交流电源线L1、L2、L3、接触器K、电源单元100、直流电源开关单元200、驱动单元300和主机电机400。三相交流电源线L1、L2、L3通过接触器K输入三相交流电R、S、T至电源单元100。电源单元100将交流电转换成直流电，通过直流电源开关单元200输入至驱动单元300。驱动单元300将直流电再次转换为交流电U、V、W提供给主机电机400。直流电源开关单元200控制直流电的通断电。

请同时参阅图4，其是图3所示电源单元100的内部电路示意图。该电源单元100包括由多个二极管D1～D6组成的整流电路110、由一电阻R1和与其并联的开关RL组成的充电电路120及一电容C1。该电容C1与整流电路110并联，该充电电路120串接在整流电路110和电容C1之间。请同时参阅图5，其是图3所示驱动单元300的内部电路示意图。该驱动单元300是由多个IGBT管和二极管组成的逆变电路。三相交流电源线L1、L2、L3通过接触器K向电源单元100提供电压分别为R、S、T的三相电流，通过电源单元100的整流电路110进行AC-DC转换，并通过充电电路120和电容C1进行整流后，从P1、N1端输出直流电。P1和N1通过直流电源开关200接入驱动单元300的直流输入端P2、N2。输入驱动单元300的直流电流通过其逆变电路的DC-AC转换后，向主机电机400提供合适的三相电流U、V、W。由于整流电路110和逆变电路300为现有的电路结构，在此不再赘述。

请参阅图6，其是图3所示的直流电源开关单元200的第一实施方式的电路结构示意图。该直流电源开关单元200包括一第一开关元件210、一第一电阻R1、一检测电路220和一熔断器202。在本实施例中，该第一开关元件210是一继电器，J1、J2为其电源接口。该继电器的第一连接端a与驱动单元的直流输入端P2连接，继电器的第二连接端具有一第一触点b和一第二触点c。第一触点b为常开触点，通过熔断器202与电源单元100的直流输出端P1连接；第二触点c为常闭触点，通过第一电阻R1同时与电源单元100的另一直流输出端N1及驱动单元300的另一直流输入端N2连接。继电器控制分别与第一触点b或第二触点c闭合。该检测电路220由一第二电阻R2与一光电耦合器D串接构成，该检测电路220的一端与第一触点b连接，检测电路220的另一端与电源单元100的直流输出端N1连接。其中，光电耦合器D的输出通过接口端J3、J4与外部的控制装置(图未示)电连接。

以下具体说明该直流电源开关单元200的工作原理：

当继电器通电时，继电器的第一触点b闭合。此时，电源单元100的直流输出端P1与驱动单元300的直流输入端P2接通，驱动单元300通电，其将直流电转换成交流电后驱动主机电机400。与此同时，检测电路220与电源单元100的直流输出端P1、N1构成回路，检测电路220有电流通过，外部控制装置可通过该检测电路220检测并显示此时的导通状态。当继电器失电而第一触点b发生粘连时，检测电路220有电流通过，外部控制装置可通过该检测电路220检测到继电器的失效情况。

当继电器不通电时，继电器的第二触点c闭合。此时，电源单元100的直流输出端P1与驱动单元300的直流输入端P2断开，驱动单元300无直流通电，主机电机400的动力被切断。与此同时，检测电路220无电流通过，外部控制装置检测为无导通状态。

如图7所示，其是继电器无电流通过的工作状态电路示意图。当继电器无电流驱动，继电器的第二触点c闭合，同时驱动单元300的直流输入端P2、N2通过第一电阻R1短接。对于永磁同步电机来说，相当于主机电机400三相交流线通过驱动单元300的续流二极管构成的整流电路进行短接；利用永磁同步电机的发电特性，使主机电机400具有一自锁转矩，因此可在主机电机400抱闸打开和失效时有效防止电梯溜车，从而提高了电梯的安全性。

此外，该熔断器202和第一电阻R1主要起保护作用。当第一触点b和第二触点c发生故障粘连时，熔断器202和第一电阻R1与电源单元100的直流输出端P1、N1形成回路，第一电阻R1具有一适当阻值，从而具有一合适的电流在不损坏其他元件的前提下烧断熔断器202，从而确保驱动单元300被可靠地切断。

请参阅图8，其是图3所示的直流电源开关单元200的第二实施方式的电路结构示意图。作为对直流电源开关单元200的第一实施方式的进一步改进，在第一开关元件210的第二触点c与电源单元的第二直流输出端及驱动单元的第二直流输入端连接端设置了一第二开关元件230，用以控制接触点c与电源单元的第二直流输出端或驱动单元的第二直流输入端的电连接。在本实施例中，第二开关元件230为继电器。这样即使第一开关元件210在运行中完全失效，第二开关元件230也可以切断直流回路，增加安全冗余度。

本发明的第一开关元件210和第二开关单元230的继电器还可以用其他的开关元件替换，如接触器、可控硅、双向可控硅或IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等开关元件。此外，限流电阻R2和光电耦合器D组成的检测电路可以使用继电器电路等其他类似功能的电路替代。

相对于现有技术，本发明将现有技术中的变频驱动单元分拆为电源单元和驱动单元，并在电源单元和驱动单元之间设置一直流电源开关单元，可直接切断主机电机的直流驱动电源，可降低拉弧现象，并可有效防止损坏逆变电路的半导体元件，实现安全控制。此外，该直流电源开关单元的继电器控制单刀双掷开关构成通、断电两种状态，并由一检测电路用以显示其通断电的状态，同时可以检测单刀双掷开关接触点的粘连情况，提高安全性。熔断器和第一电阻可提供失效保护，在单刀双掷开关接触点的粘连时避免电路元件被烧坏。本发明的继电器或其他可等同替换的半导体开关元件较接触器廉价，并且可以降低或消除接触器的噪音。以及附加的永磁主机电机的短接功能提高了电梯的安全性。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims

1.一种电梯主机电机电气控制回路，其特征在于：包括三相交流电源线、接触器、电源单元、直流电源开关单元、驱动单元和主机电机；所述三相交流电源线通过接触器接入电源单元，电源单元将三相交流电转换成直流电，通过直流电源开关单元接入驱动单元，驱动单元将直流电再次转换为三相交流电提供给主机电机。

2.根据权利要求1所述的电梯主机电机电气控制回路，其特征在于：所述直流电源开关单元包括一第一开关元件，该第一开关元件的第一连接端与驱动单元的第一直流输入端连接，该第一开关元件的第二连接端具有两个触点，第一触点为常开触点，与电源单元的第一直流输出端连接，第二触点为常闭触点，与电源单元的第二直流输出端或驱动单元的第二直流输入端连接，该第一开关元件控制所述驱动单元的通断电。

3.根据权利要求2所述的电梯主机电机电气控制回路，其特征在于：进一步包括一第二开关元件，所述第二开关元件控制所述第一开关元件的第二触点与电源单元的第二直流输出端或驱动单元的第二直流输入端连接。

4.根据权利要求2或3所述的电梯主机电机电气控制回路，其特征在于：所述第一开关元件和第二开关元件为继电器、接触器、可控硅、双向可控硅或IGBT中的一种。

5.根据权利要求2或3所述的电梯主机电机电气控制回路，其特征在于：所述直流电源开关单元还包括一第一电阻，其串接在第一开关元件的第二触点的支路上。

6.根据权利要求5所述的电梯主机电机电气控制回路，其特征在于：所述直流电源开关单元进一步包括一检测电路，串接在直流电源开关单元与驱动单元第一直流输入端连接的一端和驱动单元第二直流输入端之间，用于检测驱动单元的供电状况且与一外部控制装置连接。

7.根据权利要求6所述的电梯主机电机电气控制回路，其特征在于：所述检测电路由一个限流电阻和光电耦合器串接组成。

8.根据权利要求6所述的电梯主机电机电气控制回路，其特征在于：所述检测电路由一个继电器电路组成。

9.根据权利要求6所述的电梯主机电机电气控制回路，其特征在于：所述直流电源开关单元进一步包括一熔断器，其串接在开关元件的第一触点与电源单元的第一直流输出端之间。